(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被熱処理物の熱処理が行われる環状の熱処理ゾーン、
前記熱処理ゾーンの内周側に配置された内周部熱源、および
前記熱処理ゾーンの外周側に配置された外周部熱源を有する熱処理装置において、
前記内周部熱源および前記外周部熱源は、それぞれ面状に形成され、さらに、前記熱処理ゾーンを挟んで対向するように配置され、
前記内周部熱源は、高さ方向に分割された３段以上の内周部熱源部分を含み、
前記外周部熱源は、前記内周部熱源の前記３段以上の内周部熱源部分に対向するように、高さ方向に分割された３段以上の外周部熱源部分を含み、
前記３段以上の内周部熱源部分および前記３段以上の外周部熱源部分は、それぞれの段ごとに独立して温度制御されることを特徴とする、熱処理装置。
【請求項２】
前記内周部熱源と前記外周部熱源により形成される図形は、平面的に見て、同一中心を持つ相似形であることを特徴とする、請求項１に記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱処理装置に関し、特に、例えば積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品を製造する工程で、セラミック電子部品のセラッミック素子を焼成する場合において、セラミック素子に対して脱バインダとその後の焼成とを行う焼成炉などの熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱処理装置の一例が、特開平８−２１９６４８公報に開示されている。この熱処理装置は、被熱処理物の熱処理を行う熱処理ゾーンに、主要部がスパイラル形状を有する中央部ヒーターを挿入、配設するとともに、中央部ヒーターの内側に、その側壁に熱処理ゾーン内で発生する燃焼ガスなどが通過する排気口が形成された排気管を挿入、配設した熱処理装置である（特許文献１参照）。
また、従来の熱処理装置の他の例が、特開平５−１４１８７５公報に開示されている。この熱処理装置は、被熱処理物の熱処理を行う熱処理装置において、炉底に対して縦向きに設置され、かつ、炉側方向に沿って互いに並列配置される炉内ヒーターであって、それぞれの発熱部が設置方向に沿って互いに異なる部位ごとに設けられていることを特徴とする炉内ヒーターを有する熱処理装置である（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１９６４８公報
【特許文献２】特開平５−１４１８７５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている上述の熱処理装置では、中央部ヒーターなどによって熱処理ゾーンにおいて単一空間での温度制御しかできないため、熱処理ゾーンにおいて周方向あたりの温度にばらつきが生じる。
また、特許文献２に開示されている上述の熱処理装置では、炉内ヒーターの設置方向において加熱制御を行うようにしているが、炉内ヒーターとして棒状ヒーターを使い、部分的な加熱を行うことによって、熱処理ゾーンにおいて一空間の温度制御をしているため、熱処理ゾーンにおいて周方向あたりの温度にばらつきが生じる。
このように、熱処理装置の熱処理ゾーンにおいて周方向あたりの温度にばらつきが生じると、熱処理装置で脱バインダや焼成などの熱処理されたセラミック素子を有するセラミック電子部品の特性にばらつきが生じてしまう場合がある。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、熱処理ゾーンにおいて周方向あたりの温度のばらつきを低減することができる熱処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明にかかる熱処理装置は、被熱処理物の熱処理が行われる環状の熱処理ゾーン、熱処理ゾーンの内周側に配置された内周部熱源、および熱処理ゾーンの外周側に配置された外周部熱源を有する熱処理装置において、内周部熱源および外周部熱源は、それぞれ面状に形成され、さらに、熱処理ゾーンを挟んで対向するように配置され、内周部熱源は、高さ方向に分割された３段以上の内周部熱源部分を含み、外周部熱源は、内周部熱源の３段以上の内周部熱源部分に対向するように、高さ方向に分割された３段以上の外周部熱源部分を含み、３段以上の内周部熱源部分および３段以上の外周部熱源部分は、それぞれの段ごとに独立して温度制御されることを特徴とする、熱処理装置である。
この発明にかかる熱処理装置において、内周部熱源と外周部熱源により形成される図形は、平面的に見て、同一中心を持つ相似形であることが好ましい。
【０００７】
この発明にかかる熱処理装置では、熱処理ゾーンの内周側に配置された面状の内周部熱源と熱処理ゾーンの外周側に配置された面状の外周部熱源とが熱処理ゾーンを挟んで対向しているので、内周部熱源と外周部熱源との間に設けられた熱処理ゾーンの周方向における温度分布をほぼ均一にすることができる。すなわち、この発明にかかる熱処理装置では、熱処理ゾーンにおいて周方向あたりの温度のばらつきを低減することができる。そのため、この発明にかかる熱処理装置を用いれば、例えば積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品の多数のセラミック素子をほぼ均一の温度で脱バインダや焼成などの熱処理することができる。したがって、この発明にかかる熱処理装置を用いれば、セラミック素子を有するセラミック電子部品の特性のばらつきを低減することができる。
さらに、この発明にかかる熱処理装置では、内周部熱源が高さ方向に分割された３段以上の内周部熱源部分を含み、外周部熱源が内周部熱源の３段以上の内周部熱源部分に対向するように高さ方向に分割された３段以上の外周部熱源部分を含み、３段以上の内周部熱源部分および３段以上の外周部熱源部分がそれぞれの段ごとに独立して温度制御されるので、熱処理ゾーンの高さ方向における温度分布をほぼ均一にすることができる。すなわち、このようにすれば、熱処理ゾーンにおいて高さ方向あたりの温度のばらつきを低減することができる。そのため、このような熱処理装置を用いれば、熱処理ゾーンにおいて高さ方向に配置された多数のセラミック素子もほぼ均一の温度で脱バインダや焼成などの熱処理することができる。
また、この発明にかかる熱処理装置では、内周部熱源と外周部熱源により形成される図形は、平面的に見て、同一中心を持つ相似形であれば、熱処理ゾーンの半径方向における温度分布をほぼ均一にすることができる。すなわち、このようにすれば、熱処理ゾーンにおいて半径方向あたりの温度のばらつきを低減することができる。そのため、このような熱処理装置を用いれば、熱処理ゾーンにおいて半径方向に配置された多数のセラミック素子もほぼ均一の温度で脱バインダや焼成などの熱処理することができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、熱処理ゾーンにおいて周方向あたりの温度のばらつきを低減することができる熱処理装置が得られる。
さらに、この発明によれば、熱処理ゾーンにおいて周方向あたりの温度のばらつきを低減することができるとともに、熱処理ゾーンにおいて高さ方向あたりの温度のばらつきを低減することができる熱処理装置が得られる。
【０００９】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明にかかる熱処理装置の一例を示す平面図解図であって図２の線Ａ−Ａにおける断面の平面図解図である。
【図２】図１に示す熱処理装置の正面図解図である。
【図３】図１に示す熱処理装置に用いられる内周ヒーター部分など示す図解図である。
【図４】図１に示す熱処理装置に用いられる外周ヒーター部分などを示す図解図である。
【図５】図１に示す熱処理装置の電気的な回路構成を示す図解図である。
【図６】図１に示す熱処理装置を用いて被熱処理物を熱処理した場合の経過時間に対する被熱処理物の高さ方向における最大の温度差を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、この発明にかかる熱処理装置の一例を示す平面図解図であって図２の線Ａ−Ａにおける断面の平面図解図であり、図２は、その熱処理装置の正面図解図である。
【００１２】
図１および図２に示す熱処理装置１０は、円板状の炉床１２を含む。炉床１２は、例えばアルミナファイバーや金属などの断熱材で形成される。
【００１３】
炉床１２の上部の周囲には、例えば円環状にくり抜かれた係合用凹部１４が形成される。係合用凹部１４は、炉床１２を上昇した場合に後述の炉本体２０の下端部と係合する箇所である。
【００１４】
炉床１２の上部において、係合用凹部１４の内側には、円環状の載置部１６が形成される。載置部１６は、たとえばセラミック素子などの被熱処理物が入れられた熱処理用匣を載置する箇所である。
【００１５】
炉床１２において、載置部１６の内側には、例えば円柱状にくり抜かれた非干渉用凹部１８が形成される。非干渉用凹部１８は、炉床１２を上昇した場合に炉床１２が後述の支持部材３２および内周ヒーター３４に接触しないようにする箇所である。
【００１６】
炉床１２において係合用凹部１４、載置部１６および非干渉用凹部１８は、それらの中心軸が炉床１２の中心軸と一致するように形成される。すなわち、係合用凹部１４、載置部１６および非干渉用凹部１８を有する炉床１２は、回転体形状に形成される。
【００１７】
炉床１２の下部には、例えば油圧シリンダなどを用いた昇降手段（図示せず）が設けられる。この昇降手段は、炉床１２を高さ方向に昇降するためのものである。
【００１８】
さらに、炉床１２の下部には、例えばモータなどを用いた回転手段（図示せず）が設けられる。この回転手段は、炉床１２を炉床１２の中心軸を中心として回転するためのものである。
【００１９】
炉床１２の上方には、例えばアルミナファイバーや金属などの断熱材で形成された炉本体２０が配置される。炉本体２０は、円筒状の側部２２を含む。側部２２は、側部２２の外側の直径が炉床１２の最大の直径と同様な直径になるように形成される。また、側部２２は、側部２２の内側の直径が炉床１２の上部において係合用凹部１４で規定された直径よりやや大きい直径になるように形成される。側部２２の上部には、円板状の天部２４が形成される。また、天部２４は、天部２４の直径が側部２２の外側の直径と同じ直径になるように形成される。この炉本体２０は、炉本体２０の中心軸が炉床１２の中心軸と一致するように配置される。そのため、炉床１２を昇降手段で上昇すれば、炉床１２の係合用凹部１４と炉本体２０の側部２２の下端部とが係合する。このように炉床１２および炉本体２０が係合することによって、炉床１２および炉本体２０内に、円筒状の熱処理ゾーン２６が形成される。熱処理ゾーン２６は、例えばセラミック素子などの被熱処理物の熱処理が行われるゾーンである。
【００２０】
このように係合する炉床１２の係合用凹部１４および炉本体２０の側部２２の下端部間には、熱処理ゾーン２６の密閉性をよくするためにシール部材（図示せず）が設けられている。
【００２１】
炉本体２０の側部２２には、例えば８つのガス供給口２８が炉本体２０の外側から熱処理ゾーン２６に通じるように形成される。これらのガス供給口２８は、例えば側部２２の高さ方向に間隔を隔てて形成される。また、これらのガス供給口２８は、例えば側部２２の前後左右に等間隔を隔てて放射状に形成される。これらのガス供給口２８は、熱処理ゾーン２６に熱処理用の雰囲気ガスを供給するために用いられる。
【００２２】
炉本体２０の天部２４には、例えば１つの排出口３０が熱処理ゾーン２２から炉本体２０の外部に通じるように形成される。排出口３０は、例えば炉本体２０の天部２４の中央に形成される。この排出口３０は、熱処理ゾーン２６内で使用を終えた雰囲気ガスなどを外部に排出するために用いられる。
【００２３】
炉本体２０の天部２４の下部には、例えばアルミナファイバーや金属などの断熱材で形成された円筒状の支持部材３２が配置される。この場合、支持部材３２は、内部の空間が排出口３０に通じるように、かつ、高さ方向にのびるように配置される。この支持部材３２は、後述の内周ヒーター３４を支持するとともに、熱処理ゾーン２６内で使用を終えた雰囲気ガスなどを排出口３０側に排出するために用いられる。また、支持部材３２は、炉床１２を上昇し、支持部材３２の下端部が炉床１２の非干渉用凹部１８に入った場合に炉床１２に接触しない長さに形成される。
【００２４】
炉床１２および炉本体２０内の熱処理ゾーン２６の内周側には、内周部熱源としての内周ヒーター３４が配置される。この場合、内周ヒーター３４は、円筒状の支持部材３２の表面に沿った曲面状に形成される。さらに、内周ヒーター３４は、支持部材３２の表面で支持される。この内周ヒーター３４は、高さ方向に分割された３段の内周部熱源部分として、上段の内周ヒーター部分３６ａ、中段の内周ヒーター部分３６ｂおよび下段の内周ヒーター部分３６ｃを含む。
【００２５】
上段の内周ヒーター部分３６ａは、図３に示すように、例えば８個の内周ヒーター素子３８を含む。これらの内周ヒーター素子３８は、それぞれ、支持部材３２の表面に沿った曲面状に形成される。この場合、各内周ヒーター素子３８は、平面的に見て円弧状に形成される。内周ヒーター素子３８としては、例えばミアンダライン状の加熱部を有する矩形平面状の金属ヒーター素子や非金属ヒーター素子を支持部材３２の表面に沿って湾曲した曲面状のヒーター素子が用いられる。また、上段の内周ヒーター部分３６ａの８個の内周ヒーター素子３８は、支持部材３２の表面の上段において、互いに一定の間隔を隔てて支持部材３２の表面を周回するように、平面的に見て１つの円上に配置される。この場合、支持部材３２の表面を周回する方向に見て、各内周ヒーター素子３８の長さは、各内周ヒーター素子３８間の間隔よりも長い。すなわち、内周ヒーター素子３８の占める領域は、内周ヒーター素子３８が存在しない領域よりも広い範囲を占める。
【００２６】
同様に、中段の内周ヒーター部分３６ｂおよび下段の内周ヒーター部分３６ｃも、図３に示すように、それぞれ、８個ずつの内周ヒーター素子３８を含む。ただし、中段の内周ヒーター部分３６ｂの８個の内周ヒーター素子３８は、支持部材３２の表面の中段において、互いに一定の間隔を隔てて支持部材３２の表面を周回するように、平面的に見て上述の１つの円上に配置される。さらに、下段の内周ヒーター部分３６ｃの８個の内周ヒーター素子３８は、支持部材３２の表面の下段において、互いに一定の間隔を隔てて支持部材３２の表面を周回するように、平面的に見て上述の１つの円上に配置される。
【００２７】
上段の内周ヒーター部分３６ａは、上側のガス供給口２８の上方に配置される。また、中段の内周ヒーター部分３６ｂは、上側のガス供給口２８と下側のガス供給口２８との間に配置される。さらに、下段の内周ヒーター部分３６ｃは、下側のガス供給口２８の下方に配置される。
【００２８】
また、内周ヒーター３４の上段、中段および下段の内周ヒーター部分３６ａ、３６ｂおよび３６ｃの各内周ヒーター素子３８は、高さ方向に一定の間隔を隔てて配列される。
【００２９】
さらに、内周ヒーター３４の各内周ヒーター素子３８の引出線（図示せず）は、支持部材３２を貫通し、支持部材３２の内部の空間および排出口３０を介して、炉本体２０の外部に引き出される。
【００３０】
炉床１２および炉本体２０内の熱処理ゾーン２６の外周側には、外周部熱源としての外周ヒーター４０が配置される。この場合、外周ヒーター４０は、炉本体２０の側部２２の内面に沿った曲面状に形成される。さらに、外周ヒーター４０は、炉本体２０の側部２２の内面で支持される。また、外周ヒーター４０は、内周ヒーター３４とともに、熱処理ゾーン２６を挟んで対向するように配置される。この外周ヒーター４０は、高さ方向に分割された３段の外周部熱源部分として、上段の外周ヒーター部分４２ａ、中段の外周ヒーター部分４２ｂおよび下段の外周ヒーター部分４２ｃを含む。外周ヒーター４０の３段の外周ヒーター部分４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、内周ヒーター３４の３段の内周ヒーター部分３６ａ、３６ｂ、３６ｃにそれぞれ対向するように配置される。
【００３１】
上段の外周ヒーター部分４２ａは、図４に示すように、例えば８個の外周ヒーター素子４４を含む。これらの外周ヒーター素子４４は、それぞれ、炉本体２０の側部２２の内面に沿った曲面状に形成される。外周ヒーター素子４４としては、例えばミアンダライン状の加熱部を有する矩形平面状の金属ヒーター素子や非金属ヒーター素子を炉本体２０の側部２２の内面に沿って湾曲した曲面状のヒーター素子が用いられる。また、外周ヒーター素子４４の描く円弧は、対向する内周ヒーター素子３８の描く円弧と相似形に形成される。この場合、外周ヒーター素子４４および内周ヒーター素子３８の描く円弧は、それぞれが配置される円の直径に比例して相似形に形成される。また、上段の外周ヒーター部分４２ａの８個の外周ヒーター素子４４は、炉本体２０の側部２２の内面の上段において、互いに一定の間隔を隔てて炉本体２０の側部２２の内面を周回するように、平面的に見て１つの円上に配置される。外周ヒーター４０により形成される図形（本実施例の場合は円形）は、内周ヒーター３４により形成される図形（本実施例の場合は円形）と中心が同じであり、相似形である。この場合、炉本体２０の側部２２の内面を周回する方向に見て、各外周ヒーター素子４４の長さは、各外周ヒーター素子４４間の間隔よりも長い。すなわち、外周ヒーター素子４４の占める領域は、外周ヒーター素子４４が存在しない領域よりも広い範囲を占める。
【００３２】
また、上段の外周ヒーター部分４２ａは、上側のガス供給口２８の上方において、上段の内周ヒーター部分３６ａと同じ高さに配置される。上段の外周ヒーター部分４２ａの８個の外周ヒーター素子４４は、上段の内周ヒーター部分３６ａの８個の内周ヒーター素子３８にそれぞれ対向するように配置される。
【００３３】
中段の外周ヒーター部分４２ｂおよび下段の外周ヒーター部分４２ｃも、図４に示すように、上段の外周ヒーター部分４２ａと同様に、それぞれ、８個ずつの外周ヒーター素子４４を含む。
【００３４】
中段の外周ヒーター部分４２ｂの８個の外周ヒーター素子４４は、炉本体２０の側部２２の内面の中段において、互いに一定の間隔を隔てて炉本体２０の側部２２の内面を周回するように、円上に配置される。平面的に見ると、上段および中段の外周ヒーターにより形成される円形は一致する。また、中段の外周ヒーター部分４２ｂは、上側のガス供給口２８と下側のガス供給口２８との間において、中段の内周ヒーター部分３６ｂと同じ高さに配置される。中段の外周ヒーター部分４２ｂの８個の外周ヒーター素子４４は、中段の内周ヒーター部分３６ｂの８個の内周ヒーター素子３８にそれぞれ対向するように配置される。
【００３５】
下段の外周ヒーター部分４２ｃの８個の外周ヒーター素子４４は、炉本体２０の側部２２の内面の下段において、互いに一定の間隔を隔てて炉本体２０の側部２２の内面を周回するように、円上に配置される。平面的に見ると、下段および中段の外周ヒーターにより形成される円形は一致する。また、下段の外周ヒーター部分４２ｃは、下側のガス供給口２８の下方において、下段の内周ヒーター部分３６ｃと同じ高さに配置される。さらに、下段の外周ヒーター部分４２ｃの８個の外周ヒーター素子４４は、下段の内周ヒーター部分３６ｃの８個の内周ヒーター素子３８にそれぞれ対向するように配置される。
【００３６】
また、上段、中段および下段の外周ヒーター部分４２ａ、４２ｂおよび４２ｃの各ヒーター素子４４は、高さ方向に一定の間隔を隔てて配列される。さらに、それらの各ヒーター素子４４の引出線４６は、炉本体２０の側部２２を貫通して、炉本体２０の外部に引き出される。
【００３７】
この熱処理装置１０では、内周ヒーター３４の上段、中段、下段の内周ヒーター部分３６ａ、３６ｂ、３６ｃおよび外周ヒーター４０の上段、中段、下段の外周ヒーター部分４２ａ、４２ｂ、４３ｃは、それぞれの段ごとに独立して温度制御される。
【００３８】
上段の内周ヒーター部分３６ａの８個の内周ヒーター素子３８は、温度コントローラ５０ａを介して制御装置５２に接続される。同様に、中段の内周ヒーター部分３６ｂの８個の内周ヒーター素子３８は、他の温度コントローラ５０ｂを介して制御装置５２に接続される。また、下段の内周ヒーター部分３６ｃの８個の内周ヒーター素子３８は、さらに他の温度コントローラ５０ｃを介して制御装置５２に接続される。
【００３９】
さらに、上段の外周ヒーター部分４２ａの８個の外周ヒーター素子４４は、図５に示すように、温度コントローラ５０ｄを介して制御装置５２に接続される。同様に、中段の外周ヒーター部分４２ｂの８個の内周ヒーター素子４４は、他の温度コントローラ５０ｅを介して制御装置５２に接続される。また、下段の外周ヒーター部分４２ｃの８個の内周ヒーター素子４４は、さらに他の温度コントローラ５０ｆを介して制御装置５２に接続される。
【００４０】
したがって、内周ヒーター３４の上段、中段、下段の内周ヒーター部分３６ａ、３６ｂ、３６ｃおよび外周ヒーター４０の上段、中段、下段の外周ヒーター部分４２ａ、４２ｂ、４３ｃは、制御装置５２および温度コントローラ５０ａ〜５０ｆによって、それぞれの段ごとに独立して温度制御することができる。
【００４１】
次に、図１および図２に示す熱処理装置１０の使用方法の一例について説明する。
【００４２】
まず、熱処理装置１０の炉床１２が昇降手段で下降される。この場合、炉床１２は、炉床１２の載置部１６に熱処理用匣を載置することができる高さまで下降される。
【００４３】
そして、炉床１２の載置部１６には、多数の熱処理用匣が載置される。この場合、各熱処理用匣には、被熱処理物として熱処理前の多数のセラミック素子が予め入れられている。また、各熱処理用匣は、平面的に見てそれぞれ扇形に形成される。さらに、これらの熱処理用匣は、炉床１２の載置部１６に、円環状に配置されかつ上下に複数積み上げられる。
【００４４】
それから、炉床１２などは、昇降手段によって、炉床１２が炉本体２０に係合するまで上昇される。
【００４５】
また、炉床１２などは、回転手段によって、炉床１２の中心軸を中心として回転される。
【００４６】
そして、熱処理用の雰囲気ガスが、ガス供給口２８を介して、熱処理ゾーン２６に供給される。
【００４７】
それから、内周ヒーター３４および外周ヒーター４０が、制御装置５２および温度コントローラ５０ａ〜５０ｆによって加熱制御される。それによって、熱処理用匣に入れられた被熱処理物は、１０００℃以下の温度で脱バインダや焼成などの熱処理される。この場合、内周ヒーター３４および外周ヒーター４０は、炉内温度が均一になるようにするために、例えば、下段の外周ヒーター部分４２ｃが一番高い設定温度に加熱制御され、さらに、下段の内周ヒーター部分３６ｃ、中段の外周ヒーター部分４２ｂ、上段の外周ヒーター部分４２ａ、中段の内周ヒーター部分３６ｂ、上段の内周ヒーター部分３６ａの順に設定温度が低くなるように加熱制御される。
【００４８】
図１および図２に示す熱処理装置１０では、熱処理ゾーン２６の内周側に配置された面状の内周ヒーター３４と熱処理ゾーン２６の外周側に配置された面状の外周ヒーター４０とが熱処理ゾーン２６を挟んで対向しているので、内周ヒーター３４と外周ヒーター４０との間に設けられた熱処理ゾーン２６の周方向および半径方向における温度分布をほぼ均一にすることができる。すなわち、この熱処理装置１０では、熱処理ゾーン２６において周方向および半径方向あたりの温度のばらつきを低減することができる。そのため、この熱処理装置１０を用いれば、例えば積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品の多数のセラミック素子をほぼ均一の温度で脱バインダや焼成などの熱処理することができる。したがって、この熱処理装置１０を用いれば、セラミック素子を有するセラミック電子部品の特性のばらつきを低減することができる。
【００４９】
また、この熱処理装置１０では、内周ヒーター３４が高さ方向に分割された３段の内周ヒーター部分３６ａ、３６ｂ、３６ｃを含み、外周ヒーター４０が内周ヒーター３４の３段の内周ヒーター部分３６ａ、３６ｂ、３６ｃに対向するように高さ方向に分割された３段の外周ヒーター部分４２ａ、４２ｂ、４２ｃを含み、３段の内周ヒーター部分３６ａ、３６ｂ、３６ｃおよび３段の外周ヒーター部分４２ａ、４２ｂ、４２ｃがそれぞれの段ごとに独立して温度制御されるので、熱処理ゾーン２６の高さ方向における温度分布をほぼ均一にすることができる。すなわち、この熱処理装置１０では、熱処理ゾーン２６において高さ方向あたりの温度のばらつきを低減することができる。そのため、この熱処理装置１０を用いれば、熱処理ゾーン２６において高さ方向に配置された多数のセラミック素子もほぼ均一の温度で脱バインダや焼成などの熱処理することができる。
【００５０】
図６は、この熱処理装置１０を用いて被熱処理物を熱処理した場合の経過時間に対する被熱処理物の高さ方向における最大の温度差を示すグラフである。図６に示すグラフより、この熱処理装置１０を用いれば、熱処理のために重要な時間であるピーク温度保持期間において、高さ方向における最大の温度差が、従来技術において主流とされている５℃程度よりも２℃程度まで大幅に低減され、すなわち、温度ばらつきが大幅に低減され、高精度の温度分布が実現されていることが分かる。
【００５１】
さらに、この熱処理装置１０では、内周ヒーター３４と外周ヒーター４０とが同心円上に配置されているので、この点でも、熱処理ゾーン２６内の温度がばらつきにくい。
【００５２】
また、この熱処理装置１０では、内周ヒーター３４の内周ヒーター素子３８と外周ヒーター４０の外周ヒーター素子４４とが、それぞれが配置される円の直径に応じた大きさで相似形に形成されているので、この点でも、熱処理ゾーン２６内の温度がばらつきにくい。
【００５３】
さらに、この熱処理装置１０では、熱処理ゾーン２６の内周側を周回する方向に見て、内周ヒーター素子３８が、内周ヒーター素子３８が存在しない内周ヒーター素子３８間の間隔より広い範囲を占めているので、この点でも、熱処理ゾーン２６内の温度がばらつきにくい。
同様に、この熱処理装置１０では、熱処理ゾーン２６の外周側を周回する方向に見て、外周ヒーター素子４４が、外周ヒーター素子４４が存在しない外周ヒーター素子４４間の間隔より広い範囲を占めているので、この点でも、熱処理ゾーン２６内の温度がばらつきにくい。
【００５４】
また、この熱処理装置１０では、内周ヒーター３４を支持するための支持部材３２が、熱修理ゾーン２６内で使用を終えた雰囲気ガスなどを排出するための排出管や内周ヒーター３４の内周ヒーター素子３８の引出線を外部に引き出すための配管の作用を兼ねているので、そのような排出管や配管を別の部品として設ける必要がない。そのため、この熱処理装置１０では、そのような排出管や配管を別の部品で設ける場合に比べて、部品点数を低減することができる。
【００５５】
この熱処理装置１０では、内周ヒーター素子３８の引出線が、支持部材３２など介して外部に引き出されるので、高さ方向に複数段の内周ヒーター素子３８を配置するにもかかわらず、それぞれの内周ヒーター素子３８が機械的な干渉をすることなく設置できる。
【００５６】
上述の熱処理装置１０では内周ヒーター３４が３段の内周ヒーター部分３６ａ、３６ｂ、３６ｃを含んでいるが、内周ヒーター３４は高さ方向に分割された４段以上の内周ヒーター部分を含んでもよい。
【００５７】
同様に、外周ヒーター４０は、高さ方向に分割された４段以上の外周ヒーター部分を含んでもよい。
【００５８】
また、上述の熱処理装置１０では、内周ヒーター３４の内周ヒーター素子３８が曲面状に形成されているが、内周ヒーター素子３８は平面状に形成されてもよい。この場合、内周ヒーター３４の各段の内周ヒーター部分３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、それぞれ、平面的に見て略多角形状に形成されてもよい。
【００５９】
同様に、外周ヒーター４０の外周ヒーター素子４４は平面状に形成されてもよい。この場合、外周ヒーター４０の各段の外周ヒーター部分４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、それぞれ、平面的に見て略多角形状に形成されてもよい。
【００６０】
さらに、上述の熱処理装置１０では、内周ヒーター３４の各段の内周ヒーター部分３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、それぞれ、８個ずつのヒーター素子３８を含んでいるが、各内周ヒーター部分はそれぞれ８個以外の数のヒーター素子を含んでもよい。例えば、内周ヒーター部分は、平面的に見て熱処理ゾーン２６の内周側に沿った平面的に見てＣ形である１つの曲面状かつ帯状のヒーター素子を含んでもよい。ただし、内周ヒーター部分は、１つの内周ヒーター素子を含むものより複数の内周ヒーター素子を含むもののほうが製造しやすい。
【００６１】
同様に、外周ヒーター４０の各段の外周ヒーター部分４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、それぞれ、８個以外の数のヒーター素子を含んでもよい。例えば、外周ヒーター部分は、平面的に見て熱処理ゾーン２６の外周側に沿った平面的に見てＣ形である１つの曲面状かつ帯状のヒーター素子を含んでもよい。なお、外周ヒーター部分は、１つの外周ヒーター素子を含むものより複数の外周ヒーター素子を含むもののほうが製造しやすい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
この発明にかかる熱処理装置は、特に、例えば積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品のセラミック素子を脱バインダや焼成などの熱処理するために好適に用いられる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  熱処理装置
１２  炉床
１４  係合用凹部
１６  載置部
１８  非干渉用凹部
２０  炉本体
２２  側部
２４  天部
２６  熱処理ゾーン
２８  ガス供給口
３０  排出口
３２  支持部材
３４  内周ヒーター
３６ａ  上段の内周ヒーター部分
３６ｂ  中段の内周ヒーター部分
３６ｃ  下段の内周ヒーター部分
３８  内周ヒーター素子
４０  外周ヒーター
４２ａ  上段の外周ヒーター部分
４２ｂ  中段の外周ヒーター部分
４２ｃ  下段の外周ヒーター部分
４４  外周ヒーター素子
４４  引出線
５０ａ〜５０ｆ  温度コントローラ
５２  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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